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ATtiny-W├╝rfel

Da der ATtiny13 ein anderes Layout der Pins hat - die Stromversorgungspins sitzen an den diagonal gegen├╝ber liegenden Geh├Ąuseecken - sollte sich ein etwas optimaleres Layout f├╝r die Platine ergeben, als mit dem PIC als Gehirn.

Dar├╝ber hinaus kann beim AtTiny jeder Pin mit einem internen PullUp-Widerstand beschaltet werden, so dass der Reset-Pin keinen externen PullUp ben├Âtigt. Auch das ist bei dem gedr├Ąngten Aufbau durchaus positiv zu bewerten.

Die Schaltung entspricht im Wesentlichen der des PIC-W├╝rfels:

W├╝rfel mit ATTiny13 (Click f├╝r volle Aufl├Âsung)

Das zugeh├Ârige Layout sieht so aus. Die Kantenl├Ąnge der Platine betr├Ągt etwa 24 mm.

Layout des W├╝rfels mit ATTiny - V3.0

Nat├╝rlich habe ich wieder Eagle3D und Povray bem├╝ht, um einen Eindruck der fertigen Schaltung zu erhalten:

ATtiny13-W├╝rfel Ansicht

Und in Natura sind gewisse ├ähnlichkeiten nicht nur rein zuf├Ąllig ;-)

ATtiny13-W├╝rfel in Natura

Ich habe damals die Wide-Version des AtTiny13 geliefert bekommen, das Layoutsymbol ist f├╝r die SOIC-Version gedacht. Der Chip passt trotzdem leidlich gut auf den Footprint, man muss halt etwas vorsichtiger l├Âten ;-)

Die Designunterlagen im Eagle 5.2-Format gibt es hier.

Leider hat sich beim Design der Fehlerteufel eingeschlichen :-(
Das f├╝r die Programmierung notwendige Signal MOSI muss nat├╝rlich nicht an Pin 3 gelegt werden, wie im ersten Versuch passiert, sondern an Pin 5. Diese Korrektur ist in den Designunterlagen und in den Bildern (Schaltbild und Layout) oben ber├╝cksichtigt. Das Foto und die PovRay-Renderung zeigen noch das alte Layout.

Die Korrektur l├Ąsst sich auch ohne Kopfschmerzen im ersten Layout nachziehen, es muss lediglich die Leitung f├╝r MOSI vom Programmer an den linken oberen Anschluss des Schalters gef├╝hrt werden.

Update - 10/2019
Gewitzt durch die Reanimierung eines FS20 S3 Funksenders von ELV durch Implantierung eines AtTiny85 - auch dort ist Strom sparen oberstes Gebot - habe ich den AtTiny-W├╝rfel nochmal ins Gebet genommen.


Die Programmierung des AtTiny13 werde ich mit BASCOM AVR durchf├╝hren. In der Freeware-Version erzeugt BASCOM bis zu 4 kByte Code, was hierf├╝r dicke ausreicht, der Tiny13 hat ja nur 1k Programmspeicher.

Um dem geneigten Nachbauer wenigstens einen Startpunkt zum Spielen zu geben stelle ich mein rudiment├Ąres BASCOM-Programm zur Verf├╝gung. Das Programm ist suboptimal und erzeugt lediglich bei Tastendruck eine Zufallszahl, die kurz angezeigt wird, bevor die LEDs wieder ausgeschaltet werden. Der Tiny geht dabei NICHT in den Sleepmode, verbraucht also weiter munter wertvollen Batteriesaft!

Um den W├╝rfel zum Spielen einzusetzen muss unbedingt mit Powerdown gearbeitet werden, zumindest beim Betrieb mit Akku oder Batterie. Das ist in meinem Programm nicht ber├╝cksichtigt.


Wie der Zufall so spielt, hat sich Michael Schramm ebenfalls mit der Materie besch├Ąftigt und bietet einen elektronischen W├╝rfel mit einem ATtiny13 als Bausatz an. Wer also die M├╝he scheut, sich eine Platine selbst zu ├Ątzen oder keine M├Âglichkeiten dazu hat, der kann sich alternativ an dem von Michael angebotenen Bausatz versuchen. Michaels Ansatz verwendet keine SMD-Bauteile und zus├Ątzlich k├Ânnen weitere Experimente mit der Schaltung durchgef├╝hrt werden.

Was mir auch gut gef├Ąllt, ist die umfangreiche Beschreibung rund um den Bausatz und andere Tipps und Hinweise auf seiner Seite. Wenn das beigelegte Heftchen ├Ąhnlich ausf├╝hrlich auf alle Aspekte der Schaltung und des Programms eingeht, ist der Anf├Ąnger meiner Meinung nach dort sehr gut aufgehoben.

Nachtrag
Ab sofort (Stand 11/2010) bietet Michael ├╝ber seinen Shop auch eine Version seines Experimentier-W├╝rfels mit SMD-Bauteilen an, die sich an den bereits etwas fortgeschrittenen L├Ât- und W├╝rfelenthusiasten wendet.

Ich hatte Gelegenheit, solch einen Bausatz zu l├Âten und Einsicht in die zugeh├Ârige Dokumentation zu nehmen. Ich kann meine oben ge├Ąu├čerte Meinung nur noch einmal bekr├Ąftigen. Die Baus├Ątze sind preiswert, ausgereift und bieten neben der reinen Funktion des W├╝rfelns auch weiterf├╝hrende Informationen und Experimente im Umfeld Microcontroller.

Dass sich Michael intensiv Gedanken beim Entwurf des Layouts gemacht hat, sieht man an den Details.
So sind z.B. die Pads der LEDs, des Schalters und des Microcontrollers mit einem alternativen Footprint f├╝r unterschiedliche SMD-Bauformen oder auch bedrahtete Bauelemente versehen. Und die Platine ist nat├╝rlich quadratisch, wie sich das f├╝r einen ordentlichen W├╝rfel geh├Ârt ;-)


Offenbar gibt es mehrere bis viele W├╝rfelmaniacs :-)

Hannes Jochriem (eHaJo) bietet ebenfalls Baus├Ątze f├╝r elektronische W├╝rfel an.
Bei ihm bekommt man eine Version mit bedrahteten Bauteilen, sozusagen die L├Ât├╝bung f├╝r den Anf├Ąnger, sowie eine Version mit SMD-Bauteilen, die der Zwillingsbruder meines Designs sein k├Ânnte (w├Ąre da nicht der andere Formfaktor der Platine).
Und sein Prozessor wei├č bereits, wie er zu w├╝rfeln hat. Diese F├Ąhigkeit geht meinem W├╝rfel noch immer ab, wie ich zerknirscht eingestehen muss.

Das oben Geschriebene zur Mühe des selbst Ätzens der Platine gilt hier natürlich eins zu eins.


Inzwischen - mehr als drei Jahre und einige Erfahrung mit Atmel Mikroprozessoren sp├Ąter - ist mir klar geworden, dass die Verwendung von PCINT0 f├╝r die Abfrage der Taste eine schlechte Wahl war. Das Aufwecken aus dem Tiefschlaf funktioniert beim AtTiny offenbar nur richtig ├╝ber INT0.

    Nachtrag
    Das stimmt so nicht, siehe hier. Das Aufwecken aus dem Tiefschlaf funktioniert auch mit dem Pin Change Interrupt auf Pin PB0 problemlos, man kann also durchaus die oben angegebene Schaltung verwenden.

Folglich habe ich die Schaltung entsprechend angepasst, was ├╝berraschend zu erheblichen ├änderungen im Layout gef├╝hrt hat. Ich bin davon ausgegangen, dass ich lediglich am Chip die beiden betroffenen Pins vertauschen muss, also zwei Leiterbahnen aufkratzen und ├╝ber Kreuz wieder anschlie├čen. Leider ein Trugschluss, da die Programmier-Signale nat├╝rlich nicht entsprechend mit wandern :-)

Die neue Schaltung ist diese:

W├╝rfel mit ATTiny13 (Click f├╝r volle Aufl├Âsung)          (Click auf das Bild f├╝r gr├Â├čere Darstellung)

Das ge├Ąnderte Layout ist im oberen Bereich um die Pins 5 und 6 des Tiny deutlich unterschiedlich, eine bereits ge├Ątzte Schaltung kann leider nicht ohne Weiteres angepasst werden.

Layout des W├╝rfels mit ATTiny - V3.1

Mit dem ge├Ąnderten Layout (hier die Eagle V5.2 Files als ZIP) sollte es dann auch m├Âglich sein, ein passendes Programm zu erstellen ;-) Man darf gespannt sein...

Es muss beim Programmieren darauf geachtet werden, dass der interne PullUp-Widerstand an Port PB1 immer eingeschaltet sein muss, sonst klappt die Erkennung der Flanke zum Aufwecken aus dem PowerDown-Zustand nicht. Gegebenenfalls muss ein externer PullUp spendiert werden, der dann auch deutlich gr├Â├čer gew├Ąhlt werden kann.

 


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